Nel corso della storia, i metodi e l’importanza della misurazione del tempo si sono evoluti notevolmente, riflettendo le mutevoli esigenze e i progressi tecnologici delle società umane. Nelle prime culture agricole, la divisione del tempo era semplice come il giorno e la notte, dettata dalla presenza della luce solare. Questo approccio rudimentale bastò fino all'invenzione della meridiana intorno al 1500 a.C., che permise ad antiche civiltà come i Greci e i Romani di dividere il giorno in intervalli più gestibili chiamati ore. Tuttavia, la dipendenza della meridiana dalla luce solare portò ai suoi limiti, spingendo allo sviluppo di dispositivi più sofisticati come l'orologio ad acqua intorno al 1000 a.C. Sebbene gli orologi ad acqua offrissero una maggiore precisione, anch'essi avevano i loro difetti, inclusi problemi con la pressione dell'acqua e intasamento. L'introduzione della clessidra nell'VIII secolo d.C. fornì un'alternativa più affidabile, sebbene non fosse ancora ideale per il cronometraggio a lungo termine. Fu solo nel 1300 che i monaci europei, spinti dalla necessità di orari di preghiera precisi, inventarono i primi orologi meccanici. Questi primi orologi, alimentati da pesi e regolati da scappamenti, erano rivoluzionari, ma mancavano ancora della precisione e della portabilità necessarie per un uso diffuso. La scoperta del principio del pendolo da parte di Galileo Galilei nel 1583 segnò un significativo salto di precisione, consentendo agli orologi di misurare il tempo in pochi secondi al giorno. Tuttavia, la sfida della portabilità rimase irrisolta fino all'avvento del meccanismo a molla, che alla fine portò alla creazione degli orologi da tasca. Questa innovazione segnò l'inizio di un cronometraggio veramente portatile, rivoluzionando il modo in cui le persone interagivano e comprendevano il tempo.
Per gran parte della storia umana, la precisione del cronometraggio semplicemente non è stata un grosso problema. A parte il fatto che migliaia di anni fa non esisteva alcun modo per mantenere l'ora esatta, semplicemente non c'era la necessità di farlo. Le prime culture basate sull’agricoltura lavoravano finché splendeva il sole e si fermavano quando faceva buio. Fu solo quando l’umanità iniziò ad allontanarsi da una società puramente agricola che le persone iniziarono a cercare un modo per scandire il passare del tempo in modo più preciso rispetto alla semplice divisione di ogni giorno in “giorno” e “notte”.
Il primo dispositivo conosciuto per scomporre la giornata in porzioni di tempo più piccole fu la meridiana, che fu inventata almeno nel 1500 a.C. Avendo notato che l'ombra proiettata da un oggetto cambia in lunghezza e direzione con l'avanzare del giorno, una persona brillante il cui nome andrà perduto per sempre nella storia si rese conto che si poteva piantare un bastone verticale nel terreno e, segnando il punto in cui cadeva l'ombra, dividere la luce del giorno in intervalli discreti. Questi intervalli alla fine vennero chiamati “ore”, dove ogni ora corrispondeva a 1/12 del tempo in cui il sole splendeva ogni giorno. La meridiana fu un'idea meravigliosa che permise la progressione ordinata delle antiche civiltà greca e romana. Una cosa grandiosa della meridiana era che era molto portatile. Tuttavia presentava alcuni difetti basilari. Innanzitutto funzionava solo quando splendeva effettivamente il sole. Di notte questo non era un problema, dato che comunque nessuno lavorava al buio. Ma era un grosso problema nelle giornate nuvolose. Anche quando il sole splendeva, tuttavia, la lunghezza del giorno varia nel corso dell’anno, il che significa che la durata di un’“ora” variava anche di 30 minuti dal solstizio d’estate al solstizio d’inverno.
A causa dei limiti della meridiana, le persone cercarono altri modi per misurare il passare del tempo senza dipendere dal sole. Uno dei primi tentativi che divenne molto popolare fu l'orologio ad acqua [chiamato anche clessidra], inventato intorno al 1000 a.C. L'orologio ad acqua era basato sull'idea che l'acqua fuoriesce da un piccolo foro ad una velocità apparentemente costante, ed è possibile segnare il passare del tempo notando quanta acqua è fuoriuscita da un foro sul fondo di un recipiente appositamente contrassegnato. Gli orologi ad acqua erano molto più precisi delle meridiane, poiché la velocità del flusso non era influenzata dall'ora del giorno o dell'anno, e non importava se il sole splendeva o meno. Tuttavia, non erano privi di gravi difetti.
Anche se può sembrare che l'acqua goccioli a una velocità costante e fissa, in realtà maggiore è la quantità di acqua nel recipiente, più velocemente fuoriesce a causa della pressione esercitata dal peso dell'acqua. Gli antichi egizi risolsero questo problema utilizzando recipienti con i lati inclinati per equalizzare la pressione dell'acqua man mano che la quantità d'acqua diminuiva. Altri problemi, tuttavia, includevano il fatto che il foro attraverso il quale gocciolava l'acqua tendeva a diventare più grande nel tempo, consentendo così a più acqua di passare più velocemente, e il fatto che anche il foro di fuga aveva una brutta tendenza a intasarsi. E il cielo non voglia che faccia abbastanza freddo da far congelare l'acqua! Anche gli orologi ad acqua, per loro stessa natura, non erano particolarmente portatili.
Beh, non c'è voluto molto per capire che l'acqua non è l'unica cosa che scorre a un ritmo costante, e poi è arrivata la clessidra, inventata intorno all'VIII secolo d.C. Il motivo principale per cui non è stata inventata prima probabilmente era semplicemente perché prima di allora nessuno era stato in grado di soffiare il vetro abbastanza bene. La clessidra utilizza la sabbia che scorre da un recipiente di vetro all'altro attraverso una minuscola apertura che collega i due, e il passaggio della sabbia non è particolarmente influenzato da ciò che ha causato problemi all'orologio ad acqua e alla meridiana che lo precede. Tuttavia, le grandi clessidre erano poco pratiche e tenere il tempo per un periodo prolungato di solito significava girare il vetro più e più volte nel corso della giornata. Fondamentalmente, è stato un ottimo timer, ma un pessimo cronometrista.
E più o meno le cose stavano così fino al 1300, quando un gruppo di monaci in Europa decisero che avevano davvero bisogno di un modo migliore per dire quando era il momento di pregare. Perché, vedete, la vita di un monaco ruotava attorno a un programma prestabilito di preghiere: una alle prime luci, una all'alba, una a metà mattina, una a mezzogiorno, una a metà pomeriggio, una al tramonto e una al calare della notte. Conoscere l’ora esatta divenne quindi più di una semplice cortesia: era un imperativo religioso! E, di conseguenza, questi monaci idearono i primi orologi meccanici conosciuti. La parola “orologio”, tra l’altro, deriva dalla parola olandese per “campana”, poiché questi primi orologi meccanici non avevano lancette ed erano progettati semplicemente per battere le ore.
Oltre al meccanismo a campana, questi primi orologi avevano due importanti requisiti. La prima era una fonte di energia, fornita da un peso attaccato a una corda o a una catena. Il peso veniva trasportato o tirato verso la parte superiore dell'orologio e la gravità avrebbe fatto il resto. Il secondo era un modo per forzare il peso a cadere con un ritmo lento e misurato invece di precipitare come, beh, un peso di piombo. E questo è stato fornito da un meraviglioso e
ingegnosa invenzione chiamata scappamento. In termini più semplici, uno scappamento è un dispositivo che interrompe il percorso del peso in caduta a intervalli regolari, facendolo cadere un po' alla volta invece che tutto in una volta. Questo è letteralmente ciò che fa "ticchettare" gli orologi, poiché quando lo scappamento si muove avanti e indietro, innestando e rilasciando alternativamente gli ingranaggi fissati al peso, emette un suono molto caratteristico.
Questi primi orologi, pur essendo meraviglie tecnologiche, non erano particolarmente precisi. Inoltre, mentre permettevano che l’ora fosse suddivisa in più parti minute [da qui la nostra parola “minuto” per la prima piccola divisione dell’ora], non potevano scomporre l’ora in un’ulteriore, o “seconda” piccola divisione [e sì, ecco da dove viene anche quella parola]. Ciò dovette aspettare finché un giovane piuttosto brillante di nome Galileo Galilei scoprì il principio del pendolo intorno al 1583. In parole povere, notò che, indipendentemente dall'ampiezza dell'oscillazione di un particolare pendolo, ci voleva sempre la stessa quantità di tempo per oscillare indietro e indietro. via. Scoprì, infatti, che il tempo impiegato dal pendolo per ritornare era determinato dalla lunghezza del pendolo stesso e non dall'ampiezza dell'oscillazione. E, collegando un pendolo misurato con precisione allo scappamento di un orologio, gli orologiai furono in grado di produrre orologi con una precisione di pochi secondi al giorno invece che di minuti. Non importava quanta forza veniva applicata al pendolo, poiché la forza influenzava solo l'ampiezza dell'oscillazione e non la lunghezza del pendolo stesso.
Quindi ora avevamo orologi che funzionavano bene indipendentemente dall'ora del giorno o della stagione e che erano molto precisi per lunghi periodi di tempo. Sfortunatamente, non erano ancora particolarmente portatili, a causa del fatto che il peso non cadeva regolarmente e il pendolo non poteva funzionare correttamente se sottoposto a movimento esterno. Ed è qui che entra in gioco l'orologio da tasca.
L'invenzione chiave che ha permesso agli orologi di diventare portatili [e cos'è un orologio se non un orologio portatile?] è stata la primavera. In effetti, l'uso delle molle è probabilmente il secondo sviluppo orologiero più importante dopo l'invenzione dello scappamento. Il primo passo per rendere portatile un orologio è stato quello di sostituire i pesanti pesi utilizzati per alimentarlo con qualcosa che esercitasse una forza costante indipendentemente dalla posizione in cui veniva tenuto l’orologio. E si è scoperto che una striscia di metallo ad alta tensione strettamente arrotolata esercita una forza più o meno costante mentre si srotola, il che la rendeva perfetta per il lavoro. Naturalmente, non ci volle molto perché gli orologiai notassero che la molla esercitava sempre meno forza mentre si svolgeva, ma escogitarono una serie di soluzioni piuttosto ingegnose.
modi per affrontare il problema, compresi dispositivi come “stackfreed” e “fusee”.
Il secondo passo per rendere un orologio veramente portatile è stato ideare un sostituto del pendolo che manteneva il ticchettio dell'orologio a intervalli prestabiliti. I primi “orologi portatili” utilizzavano un dispositivo chiamato “foliot”, che consisteva in due pesi molto piccoli sospesi alle due estremità di un bilanciere rotante, ma questi non erano né particolarmente precisi né veramente portatili. Ancora una volta, però, è stato il concetto appena scoperto della primavera a venire in soccorso. È stato stabilito che una spirale di filo molto sottile [chiamata “spirale” poiché era così sottile] poteva essere fissata direttamente al bilanciere e che quando la forza dalla molla principale veniva trasmessa allo scappamento, la spirale collegata si avvolgeva e si srotolano a un ritmo molto regolare, provocando così l'innesto e il rilascio dello scappamento negli intervalli esattamente sincronizzati richiesti. E, per la maggior parte, questo è vero indipendentemente da come viene tenuto l'orologio, garantendo una vera portabilità.
La distinzione tra questi primi orologi portatili e i primi veri orologi da tasca è confusa. Anche se un orologio a molla potrebbe essere stato sviluppato già nel 1400, un orologio con regolazione a molla non apparve fino alla metà del 1600, e non passò molto tempo prima che diventassero abbastanza piccoli da poter essere portati in vita o in tasca. . E presto, chiunque potesse permetterselo venne visto portare con sé quella nuova invenzione che era di gran moda: l'orologio da tasca.
